- •2.5. Последовательностные цифровые устройства
- •2.5.1. Триггерные устройства
- •2.5.1.1. Блок – схема триггера. Классификация триггеров
- •2.5.1.2. Асинхронный rs-триггер
- •2.5.1.3 Rs – триггер, синхронизируемый уровнем
- •2.5.1.4 D-триггер, синхронизируемый уровнем
- •2.5.1.5 D – триггер, синхронизируемый фронтом.
- •2.5.1.6 Синхронный jk – триггер
- •2.5.1.7 Синхронный т-триггер (счетный триггер)
- •2.5.1.8 Контрольные вопросы к разделу 2.5.1
- •2.5.2 Регистры памяти и сдвига
- •2.5.3.1 Кольцевые счетчики
- •2.5.3.2 Двоичные счетчики.
- •2.5.3.3 Счетчики по произвольному основанию
- •2.5.3.4 Двоично-десятичные счетчики
- •2.5.3.5 Контрольные вопросы к разделам 2.5.2, 2.5.3
- •3. Упражнения и задачи
- •3.1 Упражнения и задачи к разделам 2.2, 2.3
- •3.3 Упражнения и задачи к разделу 2.5
2.5.1.3 Rs – триггер, синхронизируемый уровнем
Схема синхронного триггера на элементах И-НЕ, его условное обозначение и временные диаграммы работы показаны на рисунке 2.25а, б, в. Кроме управляющих входов S, R триггер этого типа имеет дополнительный вход, на который поступает тактовый сигнал (уровень) С. Если С=1, то триггер функционирует как асинхронный триггер, а при С=0 – состоние его выхода остается неизменным.
Сигналы S, R формируются на выходах ячеек И-НЕ в виде конъюнкций
S=R=и являются собственно входными сигналами бистабильной ячейки, переключающими триггер одного состояния в другое
а) б) в)
Рис.2.25
Когда S=1, R=0, C=1 осуществляется установка триггера в единичное состояние, а если SCR=011 – в нулевое. Комбинация сигналов SCR=111 является запрещенной, поскольку после перехода к значению С=0 невозможно однозначно определить состояние на выходе триггера.
2.5.1.4 D-триггер, синхронизируемый уровнем
D-триггер – это триггер, имеющий два основных входа – информационный D
Cn |
Dn |
Qn+1 |
0 |
0 |
Qn |
0 |
1 |
Qn |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
а) б)
в) г)
Рис.2.26
и тактовый С, причем при наличии такта выход триггера повторяет вход, что отражено в минимизированной таблице истинности табл. 2.26а. Логическое уравнение D-триггера, полученное из таблицы истинности, имеет вид;
Qn+1=Dn(2.13)
Таким образом, D-триггер выполняет очень важную функцию приема информации, поступающей на его информационный вход, и ее хранения.
Реализация данного логического уравнения осуществляется совокупностью целого ряда приемов, свойственных задачам синтеза последовательностных устройств и рассмотренных в рекомендованной литературе. Здесь мы приведем одно из возможных схемных решений. Схема триггера изображена на рисунке 2.26б и состоит из простого RS-триггера и его схемы управления на элементах И-НЕ. Диаграммы работы и условное обозначение триггера показаны на рисунке 2.26г,в. При значении С=0 управляющие сигналы S, R равны единице независимо от состояния входа D, поэтому остается неизменным и состояние Q на выходе ячейки памяти. Если же тактовый сигнал С=1, то управляющие сигналы примут значения соответственно R=D, S=, а основной выход триггера повторит (запишет) состояние информационного входа.
2.5.1.5 D – триггер, синхронизируемый фронтом.
D – триггер этого типа, с характеристическим уравнением вида (2.13), изменяет свое состояние в момент прихода фронта импульса синхронизации и сохраняет его в течение всей длительности такта (такт – это временной интервал между двумя синхронизирующими импульсами). Эта особенность иллюстрируется диаграммами рис.2.27, где показаны диаграммы информационного сигнала D, тактового C и выходного Q.
Подобный способ синхронизации может быть достигнут, например, с помощью двух триггеров D-типа, синхронизируемых уровнями тактового сигнала, причем один синхронизируется прямым , а второй инверсным значениями такта (рис.2.28). При С=0 триггер Т1 первой ступени повторяет на своем прямом выходе сигнал D, а второй
Рис.2.27
хранит предыдущее значение D.
Переход из состояния С=0 к состоянию С=1 создает условия, при которых сохраняется информация на выходе первого триггера и передается на выход второго.
Рис.2.28 Рис.2.29
Изменив порядок включения триггеров, получим D-триггер, синхронизируемый отрицательным фронтом тактового импульса. Способ синхронизации и направление фронта указываются на условном изображении триггера путем наклонной черты, помещенной рядом с тактовым входом.